FGOALS－g快速耦合模式模拟的北太平洋年代际变率

本文分析了由中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室（LASG/IAP）最新发展的FGOALS_－g快速耦合模式300 a积分模拟结果,通过与多种观测资料的对比分析,讨论了北太平洋年代际变率的时空结构、主要年代际模态的演变特征以及与ENSO的联系等研究内容. 结果表明：该模式能成功模拟出北太平洋年代际变率的主要空间分布特征;模拟的年代际模态具有多时间尺度性,其中最显著的是周期约为10～20 a左右的准20年振荡模态,该模态上层海洋热容量异常的演变过程主要表现为大致沿副热带海洋涡旋做海盆尺度顺时针旋转的特征,相应的大气异常不仅与阿留申低压的变异有关,而且与太平洋-北美PNA）遥相关型以及上游的欧亚大气环流异常有密切关系;模拟的北太平洋年代际变率对年际ENSO循环的发生频率和强度有明显的调制作用. 但模拟的KOE区和阿拉斯加湾SST异常振幅比观测偏强,这与模式海冰偏多、高纬度SST偏冷的误差有关.     

内蒙古中部地区一次典型层状云的云微物理结构特征分析

文章利用机载云粒子探测设备对2020年9月13日在内蒙古地区探测获得的一次云飞行个例资料,通过分析云内微物理结构特征发现飞机在爬升阶段和下降阶段云滴数浓度(N_c)和液水含量(LWC)存在明显的起伏,说明云系在垂直方向不均匀,同时发现云内的N_c与LWC的变化趋势较为一致,云滴有效半径(ED)最大值出现在4000～5000 m高度附近,显示在该高度区间为云滴尺度增长的主要部位;分析云滴谱发现,小粒子段谱线高于大粒子段,是由于云内主要为凝结增长过程,小云滴的增长速度远快于大云滴;同时由于云内上升气流作用,在3500 m以上存在LWC和ED随高度逐渐增大的趋势且存在峰值,因此云滴谱显示高层尺度较大的云滴多于低层;并且通过对云滴谱离散度(ε)的计算,讨论ε与N_c的关系发现,在N_c较高时ε出现整体收敛,并且随着LWC的增大,ε与N_c的负相关关系逐渐明显。     

太平洋年代际振荡的研究进展

作者以太平洋年代际振荡(PDO)现象为重点,系统地回顾了太平洋年代际变率观测、模拟和理论研究的国内外进展.在PDO时空结构方面,总结了PDO的基本观测事实,在PDO成因方面,从海洋大气相互作用观点出发比较了三类PDO形成机制的理论或假说,讨论了现有理论或假说中存在的若干问题,并提出了未来研究的方向和需要解决的关键科学问题.作者也简要介绍了东亚及中国气候年代际变化的特征及其和太平洋海表温度异常的联系,并讨论了东亚大气环流异常在PDO形成中的可能作用.     

中国东部地区夏季降水和环流的年代际转型及其与PDO的联系

利用1951—2013年全国160个测站逐月降水资料、NCEP/NCAR月平均再分析资料和NOAA全球月平均海表温度等资料,分析了中国东部地区夏季降水的年代际转型及相关大气环流变化。研究结果表明,1970s中后期和1990s PDO两次位相转换给中国东部地区夏季降水带来显著的年代际变化,前者使得东亚夏季风进一步减弱,夏季雨带南退至长江中下游地区,后者使得东亚夏季风恢复增强,雨带北移至淮河流域。进一步研究发现,1990s PDO年代际突变导致东亚夏季大气环流场发生显著变化,贝加尔湖地区增暖导致向北的经向温度梯度增大以及副热带高压的东退北抬是导致1990s东部地区夏季降水年代际变化的可能原因。     

鹤壁市地质灾害预报预警系统

分析了鹤壁市地质灾害时空分布特征及造成地质灾害的天气条件，采用5日滚动累加法，判定地质灾害降水类型，提出当日强降水型和前期强降水型与鹤壁市地质灾害的关系；集本地人工神经网络降水量预报和上级指导产品做诱发地质灾害的短期降水预报，并利用卫星云图、雷达、闪电定位仪等探测手段建立鹤壁市地质灾害预报预警系统。     

西准噶尔蛇绿岩生成环境及其成因类型

西准噶尔蛇绿岩由中奥陶世、中晚志留世及中泥盆世形成的六条蛇绿岩带构成,这些蛇绿岩带大都具双模式岩浆结构,是在岛弧、弧前及弧后盆地中生成的。然而,也有代表真正大洋中脊环境的蛇绿岩残片。西准噶尔蛇绿岩占据西伯利亚板块和伊犁小板块之间缝合带的位置,但没有一条蛇绿岩带能够代表两板块间的缝合线。缝合线的确定则须更多地借助沉积建造组合、岩相古地理及生物地理区划方面的明显差异等因素。西准噶尔蛇绿岩历经多期构造解体,已形成蛇绿混杂体。在近古陆边缘的蛇绿混杂带中,多期构造变形和高压变质作用较常见。文中将西准噶尔蛇绿岩同特提斯型以及科迪勒拉型蛇绿岩进行了对比,认为西准噶尔蛇绿岩大体上接近科迪勒拉型,但较科迪勒拉型蛇绿岩在成分上、结构上以及后期构造破坏的程度上都要复杂得多,作者认为,西准噶尔蛇绿岩代表了一个具活动陆缘的大洋盆由发生、发展到消亡,以及消亡后陆内造山阶段构造演化的全部过程。     

陈蔡早古生代俯冲增生杂岩对华夏与扬子地块拼合过程的指示意义

华夏地块与扬子地块的拼合时限与方式长期存在争议。本文对出露于浙江诸暨一带的原"陈蔡岩群"进行了详细的露头尺度解剖。野外地质调查表明,原"陈蔡岩群"主要由不同性质的外来岩块与基质组成。其中：代表外来岩块的大理岩及斜长角闪岩的变质年龄分别为（424.7±2.9）和（420.6±1.8）Ma,成岩年龄分别为（479.2±9.5）~（424.7±2.9）Ma和（507.7±7.8）~（420.6±1.8）Ma,斜长角闪岩原岩为具OIB（洋岛玄武岩）特征的碱性玄武岩,大理岩的原岩为海相碳酸盐岩,二者共同构成了洋岛海山组合。代表原地岩块的变长石石英砂岩主要物源区为3 620~1 530 Ma形成于活动大陆边缘和大陆岛弧环境下的古老地壳物质;与之构造混杂接触的斜长角闪岩变质年龄为（438.0±2.5）Ma,其原岩分别为形成于消减带岛弧环境的岛弧拉斑玄武岩、形成于俯冲环境下的富Nb玄武岩和洋岛海山环境下的具OIB特征的碱性玄武岩类。代表基质的含榴黑云斜长片麻岩LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄测试结果表明,其变质年龄为（441.0±3.0）Ma,碎屑²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄多数为840~780 Ma,反映其物源主要来自于新元古代,且最年轻的沉积年龄限定在598 Ma,说明片麻岩原岩可能为早古生代沉积地层。陈蔡地区该套岩石组合的发现表明,原"陈蔡岩群"的构造属性应为早古生代俯冲增生杂岩。结合测区及龙游地区新发现的加里东期麻粒岩和退变榴闪岩,提出扬子与华夏两大地块碰撞于445~420 Ma。     

英格兰西南部黄玉花岗岩的岩石成因及成矿意义

晚期富挥发分的黄玉花岗岩广泛而零星地产于英格兰西南部含Sn-Cu多金属矿化的S型黑云母花岗岩岩基中。St.Austell地区的最新观察资料查明了其野外关系，并论证了影响花岗质容矿主岩和沉积岩容矿主岩的电气石化晕的意义。黄玉花岗岩接触带通常以显示出无定向固结结构、具有石英－电气石晶洞的伟晶岩带为标志，较小的侵入黄玉花岗岩岩席在其围岩中具有对称状电气石化晕。黄玉花岗岩矿物组成复杂，除钠长石、正长石和石英外，还含原生黄玉、铁锂云母或锂云母、磷铝锂石以及各种富Nb-Ta的副矿物。在化学成分上，它们与黑云母花岗岩截然不同，特别富Li、F、P、Nb、Ta、Ga、Rb。黑云母花岗岩的晚期分异产物包括电气石花岗岩，但这部分异趋势主要涉及到B的增高，Li、F或P的变化较小我们认为，黄玉花岗岩可能不是由英格兰西南部的黑云母花岗岩浆（被属于黑云母花岗岩岩套的流纹斑岩岩脉所侵入）经结晶分异所派生，而是在钾质基性岩浆作用期间由岩基之下的熔融残留物经有限部分熔融而形成。与其它富挥发分的花岗质岩石的对比表明，英格兰西南部的黄玉花岗岩与锂伟晶岩（如Tanco)、火山玻璃(如Macusani)和其它的黄玉花岗岩（如Seward半岛）具有一些共同的重要特征。这些岩石可能代表一类基本相似的富挥发分花岗岩浆。我们认为它们的形成可能受以前曾产生过更为“正常”花岗岩浆的下地壳熔融残留物的有限部分熔融所控制，尽管目前仍有争议。     

镉同位素体系及其在地球科学和环境科学中的应用

镉是典型的亲硫元素,常赋存于各种硫化物矿床中.在环境体系中,镉是微生物所需的营养物质,其元素的循环受生物活动的影响.已有研究表明蒸发/冷凝过程、生物及无机过程都会导致镉同位素发生分馏,因此镉同位素研究在地球科学、环境科学具有独特的应用前景.与此同时,多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)技术的应用成功地实现了地质样品中镉同位素组成的高精度测量,使得镉同位素地球化学研究获得了蓬勃发展.本文基于当前最新研究成果,对镉同位素体系进行了详细综述,重点探讨镉的地球化学行为及同位素分馏机制,镉同位素在各物质储库中的分布特征及其在地球科学、环境科学中的应用,镉同位素测试技术.镉同位素地球化学的研究尚处于起步阶段,深入开展镉同位素分馏机理、完善镉同位素在各物质储库中的分布、建立统一的同位素标准体系的研究,将推动镉同位素在地球科学和环境科学领域的广泛应用.     

岩溶区隧道围岩--支护体系稳定性研究

岩溶是地下水地质作用的过程和结果，是隧道建设面临的不良地质现象之一。正在建设中的某高速公路隧道出口段岩溶地质作用强烈，溶隙、孔洞发育，且受构造变形及后期淋滤溶蚀作用强烈，力学强度低，岩性复杂。其角砾状粘土岩和水云母粘土岩多已泥化成粘土，遇水易膨胀。岩溶区隧道围岩——支护体系的稳定性是该隧道建设面临的主要问题。文章结合隧道施工过程中的围岩变形监控量测和三维弹塑性有限元数值仿真模拟对隧道围岩——支护体系的稳定性进行了研究。围岩水平收敛和拱顶下沉位移及速率变化特性表明，在监测时段内隧道围岩无趋于稳定的迹象。施工动态力学数值仿真模拟表明，在初期支护条件下，围岩出现了较大范围的塑性破坏区，两隧道之间(间距45．0m)围岩破坏接近度达到0．70，最大竖向位移达到3．0mm，表明隧道全断面施工时，两隧道相互作用影响程度较大。为确保隧道围岩——支护体系的稳定，选择合理的施工方法，制定切实可行的支护方案提供了信息。